اختراع حاضر مربوط به ساخت جاذب نانوكامپوزيتي بر پايه مگنتيت گرافن اكسايد عاملدارشده با پورفيرين آهن مي‌باشد. جاذب مورد نظر حذف يون تيوسيانات از پساب و با هدف كاهش اثرات سوء اين يون بر روي انسان، حيوانات و جلوگيري از اثرات نامطلوب زيست محيطي آن؛ طراحي و ساخته شده‌اند. مهمترين مشكل در جداسازي يون تيوسيانات به روش جذب، فقدان جاذب‌هايي با هر دو فاكتورگزينش‌پذيري بالا و جداسازي راحت و سريع از محيط است. در كار حاضر از پورفيرين آهن جهت افزايش گزينش‌پذيري نسبت به يون تيوسيانات استفاده شده است. حضور نانو ذرات Fe3O4 بر روي سطح جاذب، جداسازي سريع و راحت با استفاده از آهنربا را امكان‌پذير مي‌كند. همچنين از آنجائيكه گرافن اكسايد داراي خواص بي‌نظير مكانيكي، دمايي، پيوند دوگانه كربن-كربن و در نتيجه غني بودن از الكترون‌هاي پاي، ظرفيت جذب بالا نسبت به فلزات و كاتيو‌نها و مساحت سطحي بسيار بالا و با گروه هاي عاملي فراوان مي‌باشد، جهت افزايش جذب، مساحت سطح و عاملدار كردن جاذب با گونه گزينش‌پذير؛ استفاده شده است. براي سنتز جاذب ابتدا گرافن اكسايد در حضور تايونيل كلريد آسيله مي‌شود سپس با افزودن پورفيرين آهن عاملدار مي‌گردد؛ در پايان با افزودن نمك‌هاي آهن ӀӀ و ӀӀӀ ،نانو ذرات Fe3O4 بر روي جاذب قرار مي‌گيرد. پس از سنتز نانو جاذب، راندمان حذف و گزينش‌پذيري يون تيوسيانات مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند كه طي آن در كه طي آن شاهد افزايش چشمگير و همزمان هر دو فاكتور موثر در كارايي جاذب (راندمان حذف و گزينش‌پذيري) هستيم. كاربرد اين جاذب به طور ويژه در پساب‌هاي صنعتي و محيط زيست مي باشد.

الكتروليت‌هاي پليمري با توجه به انعطاف پذيري ساختاري و ايمني بالا به منظور استفاده در باتري‌هاي ليتيوم-يون مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدايت يوني الكتروليت هاي پليمري از مهمترين مسائل مورد توجه جهت به كاربردن آنها در باتري مي باشد. با اين حال الكتروليت هاي پليمري معمولا داراي هدايت يوني پايين هستند. در اختراع حاضر به منظور بهبود هدايت يوني، نانو صفحات گرافن اكسيد سولفونه (SGO) به عنوان نانوپركننده به ماتريس پليمري PVDF اضافه شده است و الكتروليت پليمري PVDF/SGO به روش قالبگيري از محلول تهيه شد. تصاوير SEM، تخلخل ساختاري بيشتر الكتروليت پليمري PVDF/SGO را در قياس با الكتروليت پليمري خالص نشان داده‌ است. همچنين از مزاياي اختراع صورت گرفته مي توان به كاهش بلورينگي 11% اشاره كرد، كه سبب حركت بهتر زنجيره پليمر در ناحيه آمورف از ماتريس پليمري مي شود. اين الكتروليت پليمري به دليل افزايش تخلخل و كاهش بلورينگي سبب افزايش تحرك گونه هاي يوني و تسهيل انتقال يون ليتيوم درغشاهاي حاوي تخلخل مي شود و درنتيجه منجر به افزايش هدايت يوني الكتروليت شده‌ است. ظرفيت دشارژ بدست آمده براي باتري تهيه شده با الكتروليت پليمري خالص، از مقدار mAh/g 66/132 به مقدار mAh/g 204، با افزودن نانوصفحات SGO رسيده است. الكتروليت پليمري PVDF/SGO الكتروليتي با عملكرد مناسب براي باتري هاي ليتيوم- يون است.

با توجه به رشد روز افزون ساخت سلول‌هاي خورشيدي آلي و ديگر دستگاه‌هاي مشابه؛ كاهش منابع طبيعي ITO و درنتيجه افزايش قيمت عرضه آن، نياز به جايگزيني الكترودهاي ITO ضروري مي‌باشد. در اين طرح اختراعي از نانو صفحه‌هاي گرافن تزيين شده با نانوذرات نقره، به منظور افزايش رسانايي آن، با استفاده از تكنيك لايه‌نشاني چرخشي بر روي بستر منعطف، به عنوان الكترود شفاف براي كاربرد در سلول‌هاي خورشيدي پليمري استفاده شده است. گرافن يكي از آلوتروپ‌هاي كربن، ماده‌اي دو بعدي تشكيل شده از حلقه‌هاي شش ضلعي كربن مي‌باشد كه با استفاده از روش‌هاي مكانيكي در سال 2004 از گرافيت بدست آمد. اين ماده به دليل داشتن الكترون‌هاي غير مستقر، قابليت جابجايي الكتروني بالا داشته و قابليت جايگزيني ITO را دارد. روش‌هاي مختلفي براي تهيه و سنتز اين ماده وجود دارند؛ يكي از آسان‌ترين و مطمئن‌ترين روش‌ها براي تهيه گرافن در ابعاد وسيع و صنعتي، روش سنتز شيميايي مي‌باشد. در اين روش گرافن از طريق اكسيد كردن گرافيت و تهيه گرافن اكسيد و سپس احيا اين ماده به گرافن بدست مي‌آيد. براي افزايش رسانايي صفحات گرافن نانوذرات نقره، با ابعاد متوسط 7 نانومتر، با نسبت‌هاي مولي متفاوتي بر روي صفحات گرافن قرار مي‌گيرند. خواص نوري و الكتريكي تمامي الكترودهاي تهيه شده بررسي شده و بهترين نسبت گرافن به نقره براي كاربرد به عنوان الكترود شفاف منعطف تعيين شد.

پلي آميد-بلاك-اتيلن اكسيد (PEBAX) كه يك كوپليمر است و از دو بخش پليمري شيشه اي (پلي آميد) و پليمري آمورف (پلي اتيلن اكسيد) تشكيل شده و به دليل پايداري مكانيكي و مقاومت حرارتي بالا همچنين به دليل حضور گروه اتري در ساختار خود كه مي تواند با گازهاي قطبي چون CO2 برهمكنش خوبي داشته باشد، مورد توجه قرار مي گيرد، اما مشكل نفوذ پذيري كم اين كوپليمر را با اضافه كردن نانو فيلرهاي معدني كه با مختل كردن فشردگي زنجيرهاي پليمري باعث افزايش حجم فضاي خالي و در نهايت افزايش نفوذپذيري مي شوند مي توان بهبود بخشيد. . امروزه نانولوله هاي كربني (CNTs) و نانو مواد جديد پايه كربني به دليل خواص فيزيكي، الكترونيكي وخواص موثرشان در تقويت مواد پليمري به دليل پيوند هاي c-c در لايه گرافيتي كه از قويترين پيوندهاي شيميايي طبيعي است و ساختار sp2 آنها كه در سختي و كشش محوري نقش دارند به عنوان پتانسيل هاي قابل توجهي براي افزايش استحكام غشاهاي كامپوزيتي مورد توجه اند. در كار حاضر با بهره گيري از اين نانو مواد علاوه بر بهبود مقاومت مكانيكي، شاهد افزايش كارايي غشا حاصله در جداسازي گاز هستيم. در اين كار، استفاده از حلال DMAc به عنوان حلال پليمر و بستر بسيار مناسبي جهت ديسپرس CNTs موجب دستيابي به فيلم كاملا يكنواخت، با پايداري و خواص تراوايي بالا شده است. كاربرد اين غشاها به طور ويژه در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي و محيط زيست مي باشد.

اين اختراع با عنوان غشاي پليمري نانو كامپوزيتي PEBAX/ سيليكا بر پايه فرآيند سل – ژل براي جداسازي گازي در زمينه شيمي، جداسازي گازي، محيط زيست، صنايع نفت و گاز و پليمر و مباحث مرتبط با مهندسي شيمي كاربرد دارد. ضرورت جداسازي گازهاي قطبي از گاز طبيعي به روشي كارآمد، انگيزه اي براي حركت به سمت فناوري غشايي مي باشد. از طرفي غشاهاي با تراوايي بالا داراي گزينش پذيري كم و بالعكس، هستند و اين از محدوديت هاي فرآيندهاي غشايي مي باشد. در اين اختراع با انتخاب محيط پليمري از جنس پليمر PEBAX-1657 كه تمايل مناسبي به گازهاي قطبي بالاخص كربن دي اكسيد دارد و حلال دي متيل استاميد با تطابق ساختاري با پليمر و ايجاد شرايط مناسب براي كنترل فرآيند سل-ژل، باعث ايجاد محلول يكنواخت پليمري مي شود و از طرفي انتخاب افزودني از فاز معدني از جنس سيليكا كه به دليل گروه هاي هيدروكسيل روي سطح خود كارايي غشا را در جداسازي كربن دي اكسيد از متان بالا مي برد و از طرف ديگر به كار گيري روش سل-ژل به صورت درجا، براي وارد كردن فاز معدني در محيط پليمري كه باعث توزيع يكنواخت و مناسب فاز معدني شده است، افزايش همزمان تراوايي و گزينش پذيري حاصل شده است.

\\\\\\" طراحي و ساخت الكتروليتي منحصربفرد در باتري هاي يون ليتيم با استفاده از پلي متيل متاكريلات \\\\\\" در مسير اين اختراع، براي دستيابي به فرمولاسيون مناسب براي باتري هاي يون ليتيم، تلاش هاي بسياري صورت گرفته است. امروزه انرژي يكي از مهمترين مباحث موجود در مجامع علمي داخلي و بين المللي مي باشد. اين موضوع ما را بر آن داشت تا با عزمي راسخ در زمينه دستيابي به روشي نوين در ساخت باتري هاي ليتيمي گام برداريم. تا هم در اين زمينه پيشگام بوده و هم اين دانش فني را به ساير كشورها صادر نماييم. آسان ترين روش براي تهيه الكتروليت هاي پليمري روش قالب گيري است، كه در آن فيلم الكتروليت از طريق تبخير حلال از محلول قالب گيري شده حاوي پليمر و نمك ليتيم بدست مي-آيد. اين روش ساده و ارزان بطور گسترده براي تهيه الكتروليت هاي پليمري استفاده مي¬گردد. در اين روش نمي توان از كربنات هاي خطي مانند اتيلن كربنات و دي متل كربنات به دليل فرايند كند تبخير در آنها استفاده كرد. اين روش براي حلال¬هاي آلي با نقطه جوش بالا داراي محدوديت مي¬باشد. براي حل اين مشكل از دمادهي استفاده مي¬شود. دمادهي روشي است كه براي تهيه فيلم ژله اي از طريق انحلال مستقيم پليمر ها در الكتروليت مايع در پي قالب گيري و سرد كردن در دماي اتاق صورت مي¬پذيرد. الكتروليت پليمري ژلي در اين روش از الكتروليت¬هاي آلي و پليمرها و بدون نياز به پيش حلال و افزودني ساخته مي¬شود. در اين وضعيت نمي¬توان از حلال¬هاي با نقطه جوش پايين استفاده نمود. اين متد معمولا براي پليمرهايي نظير پلي آكريلونيتريل و PMMA و حلال¬هايي نظير اتيلن كربنات، دي متيل كربنات، پروپيلن كربنات و دي متيل استاميد به كار مي¬رود. در كار حاضر هم از همين روش براي تهيه غشاهاي پليمري استفاده شده است. الكتروليت هاي كامپوزيتي از طريق پخش كردن نانو ذرات سيليكا با قطر 7 نانومتر در داخل محلول پليمري و سپس قالب گيري انجام مي¬شود. براي بررسي اثر نانو پركننده¬ها برروي خواص فيلم الكتروليت، 3 درصد وزني از نانو ذره سيليكا بر حسب وزن محلول پليمري (5 درصد وزني پليمر نسبت به الكتروليت مايع 75/0مولار شامل نمك ليتيم پركلرات در حلال دي متيل استاميد) به محلول پليمري اضافه مي¬شود. پخش اين نانو پر كننده¬هاي معدني در داخل محلول از طريق حمام اولترا سونيك به مدت 2 ساعت انجام گرفت. بعد از اينكه نانو ذره به خوبي در داخل محلول پخش شد و محلول حالت همگن خود را بدست آورد، در داخل يك پتري ديش ريخته شد و همانند مرحله قبلي قالب گيري به مدت 12 ساعت در داخل آون و در دماي 80 درجه سانتي گراد انجام شد. در نهايت تركيب پليمري جديد ساخته شد كه به عنوان الكتروليت در باتري هاي يون ليتيم بكار گرفته مي شود.

روبات هاي رايج، با استفاده از چرخ ها، موتورها، چرخ دنده و اتصالات چند پارچه ساختارهايي را ايجاد مي كنند كه مي توانند در زمين، هوا يا زير آب قابليت حركت داشته باشند. ساخت ماهيچه‌ي مصنوعي با استفاده از نانوكامپوزيت پليمريوني فلز IPMNCs ، گامي بزرگ در ارتقاي پيشرفت ساخت اندام‌هاي مصنوعي در بدن انسان و روبات‌هايي با حركات نرم و منعطف مي‌باشد. با استفاده از اين اختراع، حركات نرم و يكنواخت (كه در گذشته بصورت ناهماهنگ و مقطٌع بوده است)، جابجايي و قدرت بسيار بيشتر(نسبت به ساير مواد هوشمند) و همچنين مصرف پايين انرژي با بازده‌ي چشمگير را در ماهيچه‌هاي مصنوعي شاهد خواهيم بود. سابقه ي طراحي و ساخت ماهيچه مصنوعي صرفا بر پايه پليمرها (IPMNC) ها و همچنين ارتقا پاسخ آن با ايجاد الكترودي يكنواخت با ساختاري در ابعاد نانو، يكپارچه و يكنواخت در ايران وجود ندارد. هم اكنون مكانيسم‌هاي گوناگون و متنوعي در مورد حل برخي مشكلات ويژه‌ي پزشكي از قبيل رفلاكس معده، ناتواني دريچه هاي قلب، مشكل كنترل ادرار و تعدادي از بيماريهاي ديگر طراحي شده است.